KR200331515Y1 - Large power drive circuit - Google Patents
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Abstract
본 고안은 대전력 전송용IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 구동하기 위한 대전력 구동회로에 관한 것으로서,The present invention relates to a high power driving circuit for driving an insulated gate bipolar transistor (IGBT) for high power transmission,
시스템 제어부와의 절연을 유지하면서 시스템 제어부의 PWM신호를전송하는 포토 커플러, 다링톤 접속 트랜지스터로 이루어지며 상기 포토 커플러의 신호를 증폭하여 구동전압을 출력하는 구동 트랜지스터부, 상기 구동 트랜지스터부의 다링톤 접속 트랜지스터의 하부에 병렬로 3개의 저항이 연결되어 상기 포토 커플러의 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 저항부, 상기 구동 트랜지스터부의 구동전압으로 대전력을 전송하는 대전력 스위칭부로 이루어지며,A photocoupler for transmitting a PWM signal of the system controller and a Darlington connection transistor while maintaining isolation from the system control unit; a driving transistor unit for amplifying the photocoupler signal and outputting a driving voltage; and a Darlington connection of the driving transistor unit Three resistors are connected to the lower portion of the transistor in parallel to remove the noise included in the signal of the photo coupler, and a high power switching unit for transmitting high power to the driving voltage of the driving transistor unit.
노이즈 제거를 위한 저항을 삽입하여 오동작을 방지하므로 스위칭 속도를 향상시킬 수 있고, 대전력을 부드럽게 차단할 수 있는 효과가 있다.By inserting a resistor for noise removal to prevent malfunction, it is possible to improve the switching speed and smoothly cut off the large power.
Description
본 고안은 대전력 구동회로에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로 말하자면 대전력 전송용 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 구동하기 위한, 대전력 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a large power driving circuit, and more particularly, to a large power driving circuit for driving an insulated gate bipolar transistor (IGBT) for large power transmission.
일반적으로 공작기계의 서보 드라이브 시스템에 있어서, 스위칭 속도나 구동 전류값이 큰 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)나 IPM(Intelligent powermodule)을 적용하여 디바이스의 대용량화, 고속화, 고기능화를 이루어가는 추세이다.In general, in the servo drive system of a machine tool, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or IPM (Intelligent power module) having a large switching speed or driving current value is applied to increase the capacity, speed and high functionality of the device.
특히, 상기 IGBT는 공작기계에서 대용량의 모터를 구동하기 위해 대전력을 고속 스위칭하는 모터에 전력을 공급하는 대전력 구동회로의 대전력 스위칭 소자로서 애용되고 있다.In particular, the IGBT is used as a large power switching element of a large power driving circuit for supplying power to a motor for switching large power at high speed to drive a large capacity motor in a machine tool.
종래의 대전력 구동회로는, 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 광전변환을 통하여 시스템 제어부(도시되지 않음)와의 전기적인 절연을 유지하면서 시스템 제어부의 PWM신호를 전송하는 포토 커플러(PC)와, 상기 포토 커플러(PC)의 PWM신호에 따라 구동전압으로 증폭하는 복수개의 트랜지스터(Q1, Q2, Q3) 및 각종 부하저항(R)과, 상기 복수개의 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)의 출력을 받아 대용량 모터(도시되지 않음)에 대전력을 스위칭으로 전송 및 차단하는 대전력 스위칭 소자(IGBT)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, a conventional high power driving circuit includes a photo coupler (PC) for transmitting a PWM signal of a system controller while maintaining electrical insulation with a system controller (not shown) through photoelectric conversion; A plurality of transistors Q1, Q2, and Q3 that amplify to a driving voltage according to the PWM signal of the photocoupler PC, various load resistors R, and the outputs of the plurality of transistors Q1, Q2, and Q3 are received. It consists of a large power switching element (IGBT) that transmits and cuts off large power by switching to a large capacity motor (not shown).
상기한 구성에 의한 종래의 대전력 구동회로의 동작은 다음과 같이 이루어진다.The operation of the conventional large power drive circuit according to the above configuration is performed as follows.
먼저, 시스템 제어부(도시되지 않음)로 부터 출력되는 모터제어명령에 관한 PWM신호를 포토 커플러(PC)에서 받으면 상기 PWM신호가 다른 대전력시스템의 신호로 부터 영향을 받지 않고 전송이 이루어진다.First, when a PWM signal relating to a motor control command output from a system controller (not shown) is received by a photo coupler PC, the PWM signal is transmitted without being affected by signals of other large power systems.
일반적으로 상기 포토 커플러(PC)는 적은 전력의 모델에서 대전력의 모델로 인터페이스할 경우, 상호간에 절연성을 유지하면서 신호 전송을 이루는 것이다.In general, when the photo coupler (PC) interfaces from a low power model to a high power model, signal transmission is achieved while maintaining insulation between each other.
이어, 상기 포토 커플러(PC)로 부터 출력된 PWM신호는 각종 저항(R)과 연결된 복수개의 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)에 의해 15V∼20V정도의 높은 전압으로 증폭된다.Subsequently, the PWM signal output from the photocoupler PC is amplified to a high voltage of about 15V to 20V by a plurality of transistors Q1, Q2 and Q3 connected to various resistors R.
이와 같이 증폭된 높은 전압의 신호는 대전력 스위칭 소자(IGBT)에 입력되어 300V∼400V의 대전력을 공작기계의 모터에 공급하는 구동신호가 된다.The amplified high voltage signal is input to a large power switching element IGBT to be a driving signal for supplying a large power of 300 V to 400 V to a motor of a machine tool.
즉, 상기 PWM신호가 하이일때 포토 커플러(PC)를 통해 트랜지스터(Q1)를 도통시키고, 이때 상기 트랜지스터(Q1)가 도통됨과 동시에 다른 트랜지스터(Q2, Q3)는 오프되어 대전력 스위칭 소자(IGBT)에 로우신호가 입력되므로 300V∼400V 정도의 대전력이 전송되도록 구동되다.That is, when the PWM signal is high, the transistor Q1 is turned on through the photo coupler PC. At this time, the transistor Q1 is turned on and the other transistors Q2 and Q3 are turned off to turn the large power switching device IGBT. Since low signal is input to, it is driven to transmit large power of about 300V ~ 400V.
그러나 이와 같이 종래기술에 따른 대전력 구동회로는 구동회로쪽에서 발생하는 노이즈(Noise)에 대한 대책이 없기 때문에 트랜지스터에 진동이 발생하고, 대전력 스위칭 소자(IGBT)가 오동작을 일으키는 문제점이 있다.However, since the conventional high power driving circuit has no countermeasure against noise generated from the driving circuit, vibration occurs in the transistor, and the large power switching element IGBT has a problem of malfunctioning.
또한, 대전력 스위칭 소자의 게이트를 차단할 경우에 대전력 스위칭 소자가 파손될 우려가 있는 등의 문제점이 있다.In addition, when the gate of the high power switching device is blocked, there is a problem that the high power switching device may be damaged.
본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 게이트 저항을 첨가하여 대전력 스위칭 소자(IGBT)가 정확하게 동작하도록 유도하고, 트랜지스터의 진동을 방지하는, 대전력 구동회로를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, to provide a large power driving circuit to add a gate resistor to induce the large power switching device (IGBT) to operate correctly, and to prevent the vibration of the transistor. It is.
도 1은 종래기술에 따른 대전력 구동회로를 나타낸 상세 회로도이다.1 is a detailed circuit diagram illustrating a large power driving circuit according to the prior art.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 대전력 구동회로를 나타낸 상세 회로도이다.2 is a detailed circuit diagram illustrating a large power driving circuit according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 구동 트랜지스터부 20 : 저항부10: driving transistor portion 20: resistor portion
PC : 포토 커플러 IGBT : 대전력 스위칭 소자PC: Photocoupler IGBT: High Power Switching Element
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 고안의 구성은, 시스템 제어부와의 절연을 유지하면서 시스템 제어부의 PWM신호를전송하는 포토 커플러, 다링톤 접속 트랜지스터로 이루어지며 상기 포토 커플러의 신호를 증폭하여 구동전압을 출력하는 구동 트랜지스터부, 상기 구동 트랜지스터부의 다링톤 접속 트랜지스터의하부에 병렬로 3개의 저항이 연결되어 상기 포토 커플러의 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 저항부, 상기 구동 트랜지스터부의 구동전압으로 대전력을 전송하는 대전력 스위칭부로 이루어지며, 노이즈 제거를 위한 저항을 삽입하여 오동작을 방지하므로 스위칭 속도를 향상시킬 수 있고, 대전력을 부드럽게 차단할 수 있는 특징이 있다.As a means for achieving the above object, the configuration of the present invention, the photocoupler for transmitting the PWM signal of the system control unit while maintaining the insulation with the system control unit, Darlington connection transistor consisting of amplified signal of the photo coupler to drive A resistor for outputting a voltage, three resistors connected in parallel to the lower portion of the Darlington connection transistor of the driving transistor, and a resistor for removing noise included in the signal of the photocoupler; and a driving voltage of the driving transistor. It consists of a large power switching unit for transmitting power, and by inserting a resistor for removing noise to prevent malfunctions, it is possible to improve the switching speed and smoothly cut off the large power.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 대전력 구동회로를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a high power driving circuit according to an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 대전력 구동회로를 나타낸 상세 회로도이다. 도 2에 도시되어 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 대전력 구동회로의 구성은, 시스템 제어부(도시되지 않음)와의 절연을 유지하면서 시스템 재어부의 PWM신호를전송하는 포토 커플러(PC)와, 다링톤 접속 트랜지스터로 이루어지며 상기 포토커플러(PC)에서 출력된 PWM신호에 따라 구동전압으로 증폭하는 구동 트랜지스터부(10)와, 상기 구동 트랜지스터부(10)의 다링톤 접속 트랜지스터의 하부에 병렬로 3개의 저항이 연결되어 상기 포토 커플러(PC)의 출력 PWM신호에 포함된 노이즈를 제거하는 저항부(20)와, 상기 구동 트랜지스터부(10)의 구동전압에 의해 대전력이 전송되도록 구동하는 대전력 스위칭 소자(IGBT)로 이루어진다.2 is a detailed circuit diagram illustrating a large power driving circuit according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a configuration of a large power driving circuit according to an embodiment of the present invention includes a photo coupler (PC) for transmitting a PWM signal of a system control unit while maintaining insulation from a system control unit (not shown); A driving transistor unit 10 including a Darlington connection transistor and amplifying a driving voltage according to a PWM signal output from the photocoupler PC, and a lower portion of the Darlington connection transistor of the driving transistor unit 10 in parallel; Three resistors are connected to the resistor unit 20 to remove noise included in the output PWM signal of the photo coupler PC, and to drive the large power to be transmitted by the driving voltage of the driving transistor unit 10. It consists of a power switching element (IGBT).
상기 구동 트랜지스터부(10)는 4개의 트랜지스터가 2개의 다링톤 접속으로 병렬을 이루고 있다.In the driving transistor section 10, four transistors are formed in parallel with two Darlington connections.
상기 저항부(20)는 노이즈를 제거하기 위해 구동 트랜지스터부(10)의 다링톤 접속 트랜지스터의 하부에 병렬로 3개의 저항이 연결되어 있다.The resistor unit 20 has three resistors connected in parallel to a lower portion of the Darlington connection transistor of the driving transistor unit 10 to remove noise.
상기한 구성에 의한 본 고안의 실시예에 따른 대전력 구동회로의 동작은 다음과 같이 이루어진다.Operation of the large power drive circuit according to an embodiment of the present invention by the above configuration is made as follows.
먼저, 제어부(도시되지 않음)로 부터 출력되는 공작기계의 모터제어명령에 관한 PWM신호를 포토 커플러(PC)에서 받으면 상기 PWM신호가 다른 대전력 시스템의 신호로 부터 영향을 받지 않고 전송이 이루어 진다.First, when a PWM signal relating to a motor control command of a machine tool output from a controller (not shown) is received by a photo coupler PC, the PWM signal is transmitted without being affected by signals of other large power systems. .
이어, 상기 포토 커플러(PC)로 부터 출력된 신호는 구동 트랜지스터부(10)에서 15V∼20V정도의 구동전압으로 증폭되는데,이때 공작기계의 여러 모터로 부터 상기 구동 전압에 다량의 노이즈가 혼합된다.Subsequently, the signal output from the photocoupler PC is amplified by a driving voltage of about 15V to 20V in the driving transistor unit 10, and a large amount of noise is mixed with the driving voltage from various motors of the machine tool. .
상기과 같이 혼합된 노이즈성분은 상기 구동 트랜지스터부(10)의 다링톤 접속 트랜지스터의 하부에 병렬로 연결된 3개의 저항으로 이루어진 저항부(20)에 의해서 충분히 제거되고, 이어 상기 구동전압에 의해 정확한 동작이 유도된다.The noise component mixed as described above is sufficiently removed by the resistor unit 20 consisting of three resistors connected in parallel to the lower portion of the Darlington connection transistor of the driving transistor unit 10. Induced.
그러면 대전력 스위칭 소자(IGBT)는 상기 구동전압에 의해 공작기계의 모터가 구동되는 300V∼400V 정도의 대전력이 전송되어 상기 모터로 인가된다.Then, the large power switching element IGBT is transmitted to the motor with a large power of about 300V to 400V at which the motor of the machine tool is driven by the driving voltage.
이상에서와 같이 본 고안은, 노이즈 제거를 위한 저항을 삽입하여 오동작을 방지하므로 스위칭 속도를 향상시킬 수 있고, 대전력을 부드럽게 차단할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention, by inserting a resistor for removing noise to prevent the malfunction can improve the switching speed, there is an effect that can smoothly block the large power.
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